lap.fluidisasi tk

8/16/2019 Lap.fluidisasi TK

1/14

LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM TEKNIK KIMIA

FLUIDISASI

Dosen Pembimbing : Ir. Umar Khayam, MT.

Disusun oleh:

Desi Supiyanti

NIM. 131411005

2A - TK

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

TAHUN 2015


2/14

HASIL PENGAMATAN

1.1 Data Pengamatan

a.

Pengukuran Rapat Massa Partikel Berat Partikel (gram)0-125 µm 125-250 µm 250-500 µm

Piknometer kosong, W a 33.23 33.23 33.23Piknometer isi air penuh, W b 58.29 58.29 58.29Piknometer isi padatan setengah, W c 41.29 44.19 43.34Piknometer isi padatan, W d 62.84 64.42 64.00

b. Partikel 0-125 µm

Laju AlirQ

(L/menit)

dP (cmH 2O)Unggun

5 cm

Unggun

7 cm

Unggun

9 cm

6 1.5 2 2.6

8 2 3.8 3

10 2 3.8 4

12 1.8 2 4.5

14 1.7 2.5 4

16 1.5 2.7 3.9

18 1.4 3 4.8

20 2.3 3.2 5.3

22 3 3.8 6.2

24 3.4 4.5 6.4


3/14

c. Partikel 125-250 µm

Laju Alir

Q

(L/menit)

dP (cmH 2O)

Unggun

5 cm

Unggun

7 cm

Unggun

9 cm6 2.2 2.5 2.5

8 3 3 3.2

10 3.9 4 4.2

12 2.3 5.2 5.3

14 3.5 4.8 6.5

16 3.5 5 6.2

18 3.8 5 6.5

20 4 5.5 6.7

22 4.2 6 7

24 4.5 6.2 7.5

d. Partikel 250-500 µm

Laju Alir

Q(L/menit)

dP (cmH 2O)

Unggun5 cm

Unggun7 cm

Unggun9 cm

6 2 2.5 2.5

8 2.5 3.2 3.2

10 3.5 4 4

12 3.5 5.2 4.9

14 3.5 5.6 6

16 3.4 5.6 7

18 3.4 5.8 7

20 3.5 5.8 7.1

22 3.5 5.8 7.3

24 3.6 6 7.5


4/14

1.2 Pengolahan Data

1. Menghitung Rapat Massa Partikel

a. Menghitung volume piknometer

- Volume piknometer = volume air penuh- Volume air penuh =

Rapat massa air (ρ a) 1 atm, 25 0C = 0.9971 gr/ml = 997.1 kg/m 3

- Massa air = Wb – Wa= 58.29 gr – 33.23 gr

= 25.06 gr = 0.02506 kg

- Volume air penuh = = 2.513 x10 -5m3 volume piknometer

b. Menghitung volume air pada pikno berisi padatan dan air sampai penuh- Volume air penuh = - Massa air dalam piknometer = Wd – Wc

c. Menghitung rapat massa butiran- Rapat massa butiran ( ρa) = - Massa butiran = Wc – Wa

- Volume butiran = Volume piknometer – Volume air

Ukuran butiran(µm) Wd (kg) Wc (kg)

Massa air dalam pikno(kg)

ρ a(kg/m 3)

Volume air (m 3)

0 – 125 0.06284 0.04129 0.02155 997.1 2.161 x 10-5

125 – 250 0.06442 0.04419 0.02023 997.1 2.028 x 10 -5 250 – 500 0.064 0.04334 0.02066 997.1 2.072 x 10 -5

Ukuran butiran (µm) Wc (kg) Wa (kg) Massa butiran (kg)0 – 125 0.04129 0.03323 0.00806

125 – 250 0.04419 0.03323 0.01096250 – 500 0.04334 0.03323 0.01011


5/14

d. Menghitung Umf

- Menghitung rapat massa udara dengan menggunakan rumus ( P = 1 atm)

ρf = 28.97( ) ( ) dimanaT f adalah suhu udara dalam Kelvin. (T f = 298 K)

ρf = 28.97( ) ( ) = 1.184 kg/m 3

- Menghitung luas tabung (A) :

Keliling = D 19 cm = (3.14) DDiameter luar = 6.05 cm = 6.05 x 10 -2 m

Tebal tabung = 0.8 cm = 0.8 x 10 -2 m

Diameter dalam (D) = D luar – tebal = 6.05 x 10 -2 m - 0.8 x 10 -2 m = 5.25 x 10 -2 m

A = 2 = 2 = 2.164 x 10 -3 m2- Menghitung laju alir linier udara (U)

U = dimana Q = laju alir volume (m3/s)

Volume pikno (m 3) Volume air (m 3) Volume butiran ρ p (kg/m3)

2.513 x10 -5 2.161 x 10 -5 3.52 x 10 -6 2289.772.513 x10 -5 2.028 x 10 -5 4.85 x 10 -6 2259.792.513 x10 -5 2.072 x 10 -5 4.41 x 10 -6 2297.72


6/14

1.2 Hasil Perhitungan

1. Partikel 0-125 µm

Laju Alir

Q(L/menit)

Q (ml/s) A U log U

log dP (cm H 2O)

Unggun 5 cm Unggun 7 cm Unggun 9 cm

6 0.0001 0.002164 0.046211 -1.33526 0.176091 0.30103 0.414973

8 0.000133 0.002164 0.061614 -1.21032 0.30103 0.579784 0.477121

10 0.000167 0.002164 0.077018 -1.11341 0.30103 0.579784 0.60206

12 0.0002 0.002164 0.092421 -1.03423 0.255273 0.30103 0.653213

14 0.000233 0.002164 0.107825 -0.96728 0.230449 0.39794 0.60206

16 0.000267 0.002164 0.123229 -0.90929 0.176091 0.431364 0.591065

18 0.0003 0.002164 0.138632 -0.85814 0.146128 0.477121 0.68124120 0.000333 0.002164 0.154036 -0.81238 0.361728 0.50515 0.724276

22 0.000367 0.002164 0.169439 -0.77099 0.477121 0.579784 0.792392

24 0.0004 0.002164 0.184843 -0.7332 0.531479 0.653213 0.80618

Grafik 1. Karakteristik fluidisasi partikel 0-125 µm

Unggun Log umf umf5 cm -0,78 0,1667 cm -0,81 0,1559 cm -0,86 0,138

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

-1.4 -1.3 -1.2 -1.1 -1 -0.9 -0.8 -0.7 -0.6

L o g

d P

Log U

unggun 5 cm

unggun 7 cm

unggun 9 cm


7/14


Laju AlirQ

(L/menit)Q (ml/s) A U log U

log dP (cm H 2O)


6 0.0001 0.002164 0.046211 -1.33526 0.342422681 0.397940009 0.397940009

8 0.000133 0.002164 0.061614 -1.21032 0.477121255 0.477121255 0.505149978

10 0.000167 0.002164 0.077018 -1.11341 0.591064607 0.602059991 0.62324929

12 0.0002 0.002164 0.092421 -1.03423 0.361727836 0.716003344 0.72427587

14 0.000233 0.002164 0.107825 -0.96728 0.544068044 0.681241237 0.812913357

16 0.000267 0.002164 0.123229 -0.90929 0.544068044 0.698970004 0.792391689

18 0.0003 0.002164 0.138632 -0.858140.579783597 0.698970004 0.812913357

20 0.000333 0.002164 0.154036 -0.81238 0.602059991 0.740362689 0.826074803

22 0.000367 0.002164 0.169439 -0.77099 0.62324929 0.77815125 0.84509804

24 0.0004 0.002164 0.184843 -0.7332 0.653212514 0.792391689 0.875061263


Unggun Log umf umf5 cm -0,9 0,1267 cm -0,87 0,1359 cm -0,88 0,132

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

-1.5 -1.3 -1.1 -0.9 -0.7 -0.5

L o g

d P

Log U

Unggun 5

Unggun 7

Unggun 9


8/14


Laju AlirQ

(L/menit)Q (ml/s) A U log U

log dP (cm H 2O)


6 0.0001 0.002164 0.046211 -1.335260.301029996 0.397940009 0.397940009

8 0.000133 0.002164 0.061614 -1.21032 0.397940009 0.505149978 0.505149978

10 0.000167 0.002164 0.077018 -1.11341 0.544068044 0.602059991 0.602059991

12 0.0002 0.002164 0.092421 -1.03423 0.544068044 0.716003344 0.69019608

14 0.000233 0.002164 0.107825 -0.96728 0.544068044 0.748188027 0.77815125

16 0.000267 0.002164 0.123229 -0.90929 0.531478917 0.748188027 0.84509804

18 0.0003 0.002164 0.138632 -0.85814 0.531478917 0.763427994 0.84509804

20 0.000333 0.002164 0.154036 -0.81238 0.544068044 0.763427994 0.851258349

22 0.000367 0.002164 0.169439 -0.77099 0.544068044 0.763427994 0.86332286

24 0.0004 0.002164 0.184843 -0.7332 0.556302501 0.77815125 0.875061263


Unggun Log umf umf5 cm -1,05 0.0897 cm -0,88 0,1329 cm -0,8 0,158

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

-1.5 -1.3 -1.1 -0.9 -0.7 -0.5

L o g

d P

Log U

Unggun 5

Unggun 7

Unggun 9


9/14

1. Menghitung Umf berdasarkan perhitungan

a. Menghitung rapat masssa udara

()( )

b. Menentukan nilai Bilangan Reynold (N re)

Partikel berdiameter 0-125 µm

µ udara pada suhu ruang = 1.84 x 10 -5 kg/ms

D (diameter padatan) rata-rata = 62.5 x 10 -6 m

Laju AlirQ

(L/menit)Q (ml/s) A U D ρ padatan µ gas Nre

6 0.0001 0.002164 0.046211 6.25E-05 2289.77 1.86E-05 355.553

8 0.000133 0.002164 0.061614 6.25E-05 2289.77 1.86E-05 474.0655

10 0.000167 0.002164 0.077018 6.25E-05 2289.77 1.86E-05 592.5857

12 0.0002 0.002164 0.092421 6.25E-05 2289.77 1.86E-05 711.0982

14 0.000233 0.002164 0.107825 6.25E-05 2289.77 1.86E-05 829.6184

16 0.000267 0.002164 0.123229 6.25E-05 2289.77 1.86E-05 948.1387

18 0.0003 0.002164 0.138632 6.25E-05 2289.77 1.86E-05 1066.651

20 0.000333 0.002164 0.154036 6.25E-05 2289.77 1.86E-05 1185.171

22 0.000367 0.002164 0.169439 6.25E-05 2289.77 1.86E-05 1303.684

24 0.0004 0.002164 0.184843 6.25E-05 2289.77 1.86E-05 1422.204

Nre menunjukkan >1000 dan Nre < 1000


10/14




Laju AlirQ


6 0.0001 0.002164 0.046211 1.88E-04 2297.72 1.86E-05 1070.362

8 0.000133 0.002164 0.061614 1.88E-04 2297.72 1.86E-05 1427.134

10 0.000167 0.002164 0.077018 1.88E-04 2297.72 1.86E-05 1783.929

12 0.0002 0.002164 0.092421 1.88E-04 2297.72 1.86E-05 2140.701

14 0.000233 0.002164 0.107825 1.88E-04 2297.72 1.86E-05 2497.497

16 0.000267 0.002164 0.123229 1.88E-04 2297.72 1.86E-05 2854.292

18 0.0003 0.002164 0.138632 1.88E-04 2297.72 1.86E-05 3211.064

20 0.000333 0.002164 0.154036 1.88E-04 2297.72 1.86E-05 3567.859

22 0.000367 0.002164 0.169439 1.88E-04 2297.72 1.86E-05 3924.631

24 0.0004 0.002164 0.184843 1.88E-04 2297.72 1.86E-05 4281.426

Nre menunjukkan >1000




11/14


Laju AlirQ


6 0.0001 0.002164 0.046211 1.88E-04 2265.12 1.86E-05 1055.176

8 0.000133 0.002164 0.061614 1.88E-04 2265.12 1.86E-05 1406.886

10 0.000167 0.002164 0.077018 1.88E-04 2265.12 1.86E-05 1758.619

12 0.0002 0.002164 0.092421 1.88E-04 2265.12 1.86E-05 2110.329

14 0.000233 0.002164 0.107825 1.88E-04 2265.12 1.86E-05 2462.062

16 0.000267 0.002164 0.123229 1.88E-04 2265.12 1.86E-05 2813.795

18 0.0003 0.002164 0.138632 1.88E-04 2265.12 1.86E-05 3165.505

20 0.000333 0.002164 0.154036 1.88E-04 2265.12 1.86E-05 3517.238

22 0.000367 0.002164 0.169439 1.88E-04 2265.12 1.86E-05 3868.948

24 0.0004 0.002164 0.184843 1.88E-04 2265.12 1.86E-05 4220.681

Nre menunjukkan >1000

Tabel Harga Umf

Diameter butiran

(µm)

Umf (m/s) berdasarkan kurvakarakteristik

Umf (m/s) berdasarkan perhitungan (m/detik)

Unggun 5cm

Unggun 7cm

Unggun 9cm 20 1000

0-125 0,166 0,155 0,138 - 0,00493

125-250 0,126 0,135 0,132 - 0,0148

250-500 0,089 0,132 0,158 - 0,0146


12/14

Pembahasan

Praktikum ini bertujuan agar mahasiswa mampu mengetahui dan memahami prinsip kerja

fluidisasi padat-gas, mampu membuat kurva karakteristik fluidisasi, mampu menentukan harga

kecepatan aliran minimum (Umf ) dari kurva karakteristik dan dari perhitungan, dan mengethaui

pengaruh ukuran p artikel dan tinggi terhadap Umf, dan menentukan rapat massa butiran padat .

Percobaan fluidisasi padat gas ini dilakukan dengan mengalirkan fluida yang berupa udara tekan

ke dalam tabung/kolom yang telah diisi oleh partikel padatan dengan jenis yang berbeda yaitu

batu bata dan zeolit. Fluidisasi terjadi apabila partikel padatan tersuspensi dalam cairan atau gas

sehingga sifat dari partikel itu berubah seperti fluida. Partikel-partikel yang digunakan yaitu

partikel dengan ukuran 0 - 125 mm; 125 - 250 mm dan 250 - 500 mm . perbedaan ukuran diameter

partikel ini bertujuan agar dapat mengetahui pengaruh ukuran partikel terhadap proses fluidisasi.Karena perbedaan diameter dan massa jenis dari padatan yang digunakan akan mempengaruhi

terfluidisasinya padatan meskipun laju udara yang diberikan sama. Laju alir yang dilewatkan

kedalam unggun sengaja dibuat variasi, yaitu 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 dan 24 L/menit untuk

mengetahui pengaruh laju alir terhadap proses fluidisasi ini dan mengetahui jenis aliran fluidanya.

Jika kecepatan aliran udara (gas) yang dilewatkan ke dalam unggun dari bawah ke atas

rendah, maka unggun tersebut akan tetap diam. Hal ini dikarenakan aliran udara (gas) hanya

melewati unggun melalui celah-celah kosong antar partikel. Tetapi, apabila kecepatan aliran

udara (gas) diperbesar maka akan mencapai kecepatan minimum dimana gaya tarik fluida

terhadap partikel-partikel padatan sama dengan gaya berat partikel-partikel padatan tersebut,

yang mengakibatkan partikel tersebut bergerak dan terjadi fluidisasi. Keadaan unggun yang

seperti itu dikenal dengan unggun terfluidakan ( fluidized bed ). Hal tersebut sesuai dengan hukum

Bernaulli yang mengatakan bahwa semakin besar laju aliran fluida (udara) makan penurunan

tekanan semakin besar.

Nilai laju alir minimum fluidisasi ini juga dapat diperoleh dari perhitungan bilanganreynold. Nilai bilangan reynold dipengaruhi oleh diameter partikel, massa jenis fluida dan massa

jenis partikel. Nilai Umf yang diperoleh dari pembacaaan kurva karakteristik dan perhitungan

menghasilkan nilai yang berbeda. Hal tersebut dapat terjadi karena kemungkinan terjadi

kesalahan dalam perhitungan massa jenis partikel, ketidakstabilan laju alir, serta pembacaan


13/14

perbedaan tekanan dalam manometer yang kurang tepat sehingga mempengaruhi nilai ΔP yang

dihasilkan.

Penentuan nilai Umf dilakukan dengan dua cara yaitu berdasarkan kurva karakteristik dan

perhitungan. Umf berdasarkan kurva karakteristik dipengaruhi oleh perbedaan tekanan dan pembacaan grafik. Sedangkan Umf berdasarkan perhitungan diperoleh dari perhitungan bilangan

reynold. Nilai bilangan reynold dipengaruhi oleh diameter partikel, massa jenis fluida dan massa

jenis partikel. Perbedaan ini kemudian menjadi indikator yang menyebabkan perbedaan nilai Umf

berdasarkan kurva karakteristik dengan Umf berdasarkan perhitungan.

Berdasarkan hasil pengolahan data yang dilakukan dapat dilihat bahwa semakin tinggi

unggun maka semakin tinggi nilai Umf. Hal ini dikarenakan partikel semakin banyak yang

menyebabkan partikel semakin berat. Sementara semakin besar ukuran diameter partikel makasemakin besar pula nilai dari Umf. Hal ini disebabkan ukuran diameter partikel yang lebih besar

memiliki rapat massa dan berat yang lebih besar.

Kesimpulan

1. Nilai Umf dapat diperoleh dengan perhitungan dan dengan menggunakan kurva

karakteristik fluidisasi. Perhitungan dipengaruhi oleh nilai bilangan reynold sedangkan

kurva karakteristik fluidisasi dipengaruhi oleh beda tekanan.

2. Semakin tinggi unggun maka semakin tinggi nilai Umf, Sementara semakin besar ukuran

diameter partikel maka semakin besar nilai dari Umf.

3. Kecepatan aliran dapat mempengaruhi proses fluidisasi, semakin besar laju aliran fluida

(udara) maka penurunan tekanan semakin besar.

4. Rapat massa partikel :

- Ukuran Diameter Partikel 0 – 125 mm = 2289.77 kg/m 3

- Ukuran Diameter Partikel 125 – 250 mm = 2297.72kg/m3

- Ukuran Diameter Partikel 250 – 500 mm = 2265.12 kg/m 3

5. Nilai Umf Di ameter par tikel = 0 – 125 mm


14/14

Berdasarkan Perhitungan : 0.00493 m/s

Berdasarkan Kurva Karakteristik :

Unggun 5 cm : 0.166

Unggun 7 cm : 0.155

Unggun 9 cm : 0.138

Di ameter par tik el = 125 – 250 mm



Unggun 5 cm : 0.126

Unggun 7 cm : 0.135

Unggun 9 cm : 0.132

Di ameter par tikel = 250 - 500 mm



Unggun 5 cm : 0.089

Unggun 7 cm : 0.132

Unggun 9 cm : 0.158

Daftar Pustaka

Djauhari, Agus.”Modul Praktikum Fluidisasi Padat Gas”.Bandung : Politeknik Negeri

Bandung. 2015

lap.fluidisasi tk

Documents